Tanto tuonò che alla fine piovve

O, in diversi termini, dalle parole ai fatti. Tanti lettori mi conoscono attraverso le mie analisi tecniche o altri articoli quali i Briefing e i Debriefing delle gare, tutti caratterizzati da un approccio non troppo utilizzato dalla maggior parte delle riviste di settore e basato su rigidi criteri fisici e meccanici. Il buon successo ottenuto testimonia che alla fine i conti tornavano e che tanti misteri erano in realtà spiegabilissimi in modo razionale. Nessun pilota e nessuna moto sfida le leggi della Fisica, semmai vi obbediscono: tutto sta nel trovare, tra la miriade di parametri variabili in una motocicletta, il modo giusto di metterli tutti assieme in modo organico e coerente.

Con correlazioni fisiche, biunivoche, inoppugnabili. Proprio come Fisica e Matematica insegnano. E qui entrano in gioco quelli che vengono chiamati “modelli”: altro non sono che il tentativo di correlare diverse variabili con funzioni matematiche con lo scopo di costruire una moto virtuale e prevederne il comportamento in anticipo. Faccio questo e succederà quello. Una meraviglia, no? Si risparmia un sacco di tempo e si evitano grossolani errori.

Questo modo di procedere non è concettualmente diverso da quanto farebbe chiunque in un approccio empirico: se faccio questo poi ottengo quello, lo faccio dieci volte e ottengo sempre lo stesso risultato. “Benissimo, significa che è una Legge”. E invece spesso è solo un errore di valutazione di ciò che viene chiamato “campo di esistenza” della correlazione.

Va bene finchè lo applicate alla stessa moto nelle stesse condizioni, ma se cambiate moto o condizioni ecco che “si comporta strana” e smette di seguire la presunta legge.  E questo comporta che i tecnici generalmente si “specializzino” su una moto ben precisa, quella sulla quale il loro giochetto funziona. Ma non si tratta di leggi fisiche, quelle sono universali e non si guastano mai.

E allora come mai anche nelle categorie più prestigiose capita di sentire frasi come “ci aspettavamo un altro comportamento”? Come mai il modello utilizzato anche a certi livelli sembra fallire? La risposta è una sola: il modello è incompleto o mal costruito. Manca qualche variabile che evidentemente andrebbe considerata e che in alcune circostanze diventa tanto rilevante da ribaltare il risultato della simulazione. Non c’è nulla di scandaloso, capiamoci: la conoscenza vive di approssimazioni successive, sempre più dettagliate e sempre più complesse.

Se noi partiamo da un approccio di tipo empirico, il ragionamento sarà il seguente: prendo tutta la moto, non importa quante variabili abbia, e le cambio una alla volta; poi registro gli effetti del cambiamento in termini di guida e correlo la variabile al tipo di comportamento riscontrato. E’ una scelta comprensibile, ma ci espone a un grosso rischio: chi garantisce che quella variabile non raggiunga il risultato osservato “grazie” agli effetti collaterali, ovvero tramite la sua influenza su altri parametri che abbiamo lasciato sulla carta inalterati?

Facciamo un esempio pratico: sfiliamo un po’ la forcella e abbassiamo l’avantreno di una o due tacche. La nostra moto cambia comportamento, noi lo registriamo e attribuiremo il nuovo comportamento alla minore altezza davanti. Ma potremmo attribuirlo anche alla nuova incidenza, dato che nel frattempo è cambiata pure quella.

Oppure potremmo attribuirlo alla variazione del baricentro, è cambiato pure lui. Oppure alla nuova posizione del pilota in sella, che carica le braccia in modo diverso. Oppure alla pendenza del forcellone, che è cambiata pure quella mentre abbassavamo l’avantreno. La verità è che col metodo empirico non siamo in grado di attribuire univocamente le variazioni di comportamento a un parametro preciso, potrebbero essere tante cose.

O magari perfino tutte le cose insieme. La sola cosa che possiamo dedurre è che “su questa moto” e “in queste circostanze” la moto “dovrebbe” comportarsi come io mi aspetto. Se si lavora sempre sulla stessa moto la cosa spesso funziona, ma se cambiamo moto? O se cambiano le condizioni? Se la gomma è diversa? Se l’asfalto è più caldo? Siamo certi che la correlazione empirica, da noi arbitrariamente definita legge, funzioni allo stesso modo? L’esperienza ci dice di no. Al di fuori di un preciso “campo di esistenza” la correlazione smette di funzionare ed evidenzia tutti i limiti dell’approccio empirico, fatto di sola esperienza sia pure ventennale ma con poca analisi reale alle spalle.

Spesso il risultato è che si entra nel panico, si perde la strada per il setting corretto, si va a tentativi; e se non si risolve, c’è sempre la gomma fallata come capro espiatorio. O magari l’elettronica, anche se è identica a quella che utilizzano tutti gli altri.

Poi c’è un altro approccio al problema-moto, ed è quello che in parte viene utilizzato dai progettisti: si scompone ogni singolo pezzo della moto e si analizza a quali forze è sottoposto e quali reazioni induce sui pezzi che lo circondano. In fase di progetto – oggi i computer aiutano parecchio, va detto – si dimensiona ogni particolare rispetto alle forze a cui è chiamato a resistere, e questo consente di scegliere i materiali e dimensionarli nel modo più appropriato. E’ una vera e propria analisi strutturale che consente di ottimizzare la motocicletta e risparmiare sui pesi.

Bene, adesso immaginiamo di fare la medesima analisi con lo stesso metodo, ma al posto dei materiali ci mettiamo le singole masse e le forze a cui sono sottoposte, con relative scomposizioni vettoriali su ogni snodo possibile. E immaginiamo di trattare tutte queste “masse sottoposte a forze” attraverso le leggi della cinematica e della dinamica. Ma spingiamoci oltre e proviamo a inserire in questo modello fisico-matematico anche le diverse trasformazioni energetiche che avvengono in alcuni particolari della nostra motocicletta.

Se alla fine riusciamo a mettere assieme tutto in modo coerente e razionale, avremo ottenuto un modello “analitico”, cioè non basato sull’osservazione empirica e su correlazioni di tipo statistico ma piuttosto sullo studio delle correlazioni funzionali (in senso matematico) tra le diverse variabili. Modello analitico che è sicuramente molto, molto, molto (ho già detto molto?) complesso, ma offre un indiscutibile vantaggio: è reversibile.

Se la combinazione di molti parametri genera matematicamente un effetto, lo stesso effetto è sicuramente generato da quella combinazione di parametri. Con un processo di reverse engineering, incrociando a sistema più funzioni, si arriva a determinare la causa vera di un comportamento anomalo; e a quel punto siamo in grado di correggerlo alla radice, non semplicemente “mettendo una pezza” sull’effetto sgradito.

Naturalmente perché un siffatto modello funzioni è necessario che sia completo: saltare un particolare o pesare in modo errato una variabile porterebbe inevitabilmente a un risultato sbagliato e discordante con il comportamento effettivo della motocicletta. Ma se tutto è stato correttamente implementato nel modello, allora avremmo realizzato un algoritmo che attraverso la formalizzazione matematica lega le cause agli effetti.

E simmetricamente lega gli effetti alle cause, il che è ancora più interessante: dall’analisi DINAMICA della motocicletta (in corsa, ovviamente, mica da ferma) e dagli effetti che produce noi potremmo risalire alle cause incrociando a sistema le funzioni matematiche coinvolte. Non sarebbe splendido? Qualcuno che magari applicandosi per 20 anni trovasse queste correlazioni, e che magari ne discendesse un modello semplificato ma non per questo meno rigoroso o meno completo in modo da sapere con precisione quale sia il vero problema e in che direzione muoversi per risolverlo. Una figata, si eviterebbero inutili errori o soluzioni opinabili, modello “secondo me è quello”. E pazienza se la Fisica non approverebbe. Sarebbe fantastico, se esistesse…

Poi qualcuno si è fatto coraggio e mi ha detto “tu non me la conti giusta, come fai a fare quelle analisi e a prenderci sempre? Come fai a sapere quali problemi ci sono senza disporre di un modello matematico completo?”. Sarà la mia sfera di cristallo: basta crederci, così si evita di rimettere in discussione tutto e di perdere quelle certezze empiriche costruite negli anni.

Non mi hanno creduto: erano tutti ingegneri e non potevo menagliela con la sfera di cristallo. Sono stati parecchi anni di confronto quasi quotidiano – il bello della rete – di approfondimenti, di calcoli, di spiegazioni. E di test in pista, negli ultimi due o tre anni. Tutti con ottimi riscontri, col sistema Before&After a prescindere dal pilota che testava la moto o che la portava in gara. Finchè, dai e dai, mi hanno incastrato: “Devi coordinare un gruppo di ingegneri di pista che lavoreranno secondo il metodo analitico”. “No, io ho già dato, oggi mi occupo di analisi, in pista non mi ci riportate più”. “Oh, sì che ti ci trasciniamo…” “No”. “Sì”. “No”. “Sì”.

Insomma, tanto tuonò che alla fine piovve. Ovvero dalle parole ai fatti. E così, il 2-3-4 marzo sarò di nuovo in pista, a Cremona, a occuparmi di sviluppo su alcuni marchingegni che nel frattempo stiamo mettendo a punto a proposito di analisi. Non me ne vogliano i semplici appassionati: se qualche pilota privato con esperienza e talento, deluso da anni di esperienze empiriche, volesse provare un metodo più razionale e magari scoprire qualcosa che sappia risolvere qualche problema  per troppo tempo rimasto senza risposte convincenti, allora si faccia avanti e mi contatti. Due o tre piloti, non di più, ma concretamente motivati: vi dirò io cosa portare oltre alla moto. Non preoccupatevi, non sono soldi: lo faccio gratis, come gratis avete sempre letto le mie analisi qui su GiornaleMotori. Solo piloti, mi raccomando. Buona stagione a tutti, a presto.